大型配對(duì)型面數(shù)字化制造技術(shù)的研究.pdf

1、大型蜂窩共底構(gòu)件是液體運(yùn)載火箭末級(jí)推進(jìn)劑箱的一個(gè)關(guān)鍵部件,它是由蜂窩夾芯復(fù)合材料和上、下薄鋁合金蒙皮粘接固化而成的.為了保證蒙皮與蜂窩夾芯的高質(zhì)量粘接,要求粘接固化前蒙皮與蜂窩夾芯表面的配合間隙小于0.2mm.由于上、下底蒙皮焊接成型過程中的變形使其內(nèi)表面形狀相對(duì)于理論橢球面具有較大的誤差,采用常規(guī)的橢球面數(shù)控加工方法,或傳統(tǒng)的按上底蒙皮內(nèi)表面手工打磨、研合修配方法加工蜂窩夾芯表面無法保證配合精度要求.為了適應(yīng)運(yùn)載火箭型號(hào)發(fā)展的需要,研

2、究新技術(shù)解決這一重大技術(shù)難題,已是實(shí)際急需的課題.該文獨(dú)創(chuàng)性地提出了綜合運(yùn)用曲面自動(dòng)跟蹤測量、離散數(shù)據(jù)采集、數(shù)學(xué)分析處理、數(shù)控與數(shù)字化加工等技術(shù)的大型配對(duì)型面的加工方案,解決了大型不規(guī)則回轉(zhuǎn)型結(jié)構(gòu)件配對(duì)加工的技術(shù)難題.研究了蒙皮內(nèi)表面的數(shù)字化采集技術(shù),提出了采用三維掃描測頭進(jìn)行大型不規(guī)則回轉(zhuǎn)面自動(dòng)跟蹤測量的控制算法及密集數(shù)據(jù)采集方法;研究了蜂窩夾芯表面的數(shù)字化加工技術(shù),提出了以回轉(zhuǎn)軸為基準(zhǔn)的隨動(dòng)控制插補(bǔ)方法.以圓矢量函數(shù)和回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)群為工

3、具討論了曲面的誤差變換,利用理論橢球面的誤差曲面建立了實(shí)測曲面的數(shù)學(xué)模型,通過求解理論衄面的法線實(shí)現(xiàn)了實(shí)測曲面的等距計(jì)算和陰陽面數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換.利用鞍點(diǎn)規(guī)劃方法優(yōu)化理論橢球面的位置,使實(shí)測曲面相對(duì)理論橢球面的最大法向誤差達(dá)到最小,減少或消除了蒙皮內(nèi)表面測量時(shí)由于定位的偏心或歪斜引起的系統(tǒng)誤差,使誤差均化,防止了配對(duì)加工蜂窩夾芯表面時(shí)少切或過切現(xiàn)象的發(fā)生.運(yùn)用模塊化設(shè)計(jì)思想開發(fā)了基于PC的大型蜂窩共底構(gòu)件數(shù)控、數(shù)字化測量加工系統(tǒng).該控制系統(tǒng)的研